Štúdia zistila dôležitú úlohu črevného mikrobiómu pri starnutí a srdcových chorobách

V nedávno publikovanej štúdii v Nature Medicine skupina čínskych vedcov vykonala prospektívnu analýzu zhlukov metabolickej multimorbidity na základe 21 metabolických parametrov s cieľom preskúmať súvisiace podpisy črevných mikrobiómov. S metabolizmom a vekom a lepšie pochopiť vzťah medzi metabolizmom, vekom a dlhodobým rizikom kardiovaskulárnych ochorení.

Kardiovaskulárne ochorenia sú hlavnou príčinou celosvetovej úmrtnosti a predpokladá sa, že metabolické poruchy a vek, ktoré spolu tiež úzko súvisia, významne zvyšujú riziko kardiovaskulárnych ochorení. Metabolické poruchy sa s vekom stávajú zložitejšími a rozšírenejšími a u starších dospelých sa kardiovaskulárne ochorenie zvyčajne rozvíja v kontexte multimorbidity.

Rastúce dôkazy o modeloch starnutia spojených s diverzitou črevného mikrobiómu v rôznych populáciách naznačujú, že črevný mikrobióm spája imunitu a metabolizmus, prechádza zmenami súvisiacimi s vekom a môže byť základom zdravého starnutia. Výskum ukázal, že nízka diverzita Bacteroides a zvýšená diverzita jedinečných taxónov v črevnom mikrobióme sú spojené so zdravým starnutím. Avšak vzorce interakcií medzi črevným mikrobiómom, metabolizmom a vekom a rozsah, v akom tieto interakcie ovplyvňujú kardiovaskulárne zdravie, zostávajú nejasné.

V tejto štúdii výskumníci začali identifikáciou zhlukov multimorbidity na základe špecifických metabolických parametrov a potom skúmali podpisy črevných mikrobiómov spojené s vekom a týmito multimorbiditnými klastrami. Ďalej, na základe variácií v črevách mikrobiómov a 55 mikrobiálnych druhov spojených s vekom, definovali koncept mikrobiálneho veku, ktorý sa potom použil na určenie úlohy zloženia črevného mikrobiómu a mikrobiálneho veku v špecifických zhlukoch multimorbidity.

Pôvodné kohorty zahŕňali dospelých vo veku 40 až 93 rokov. Údaje o demografických charakteristikách, anamnéze, metabolických premenných a faktoroch životného štýlu, ako je konzumácia alkoholu, fajčenie a úroveň fyzickej aktivity, sa zbierali v rokoch 2010 a 2014. Následné údaje zahŕňali informácie o diagnostikovaných kardiovaskulárnych ochoreniach. Ako overovacie kohorty boli použité štyri súbory fekálnych metagenomických údajov z Izraela, Holandska, Francúzska, Nemecka, USA a Spojeného kráľovstva.

Zhluky metabolickej multimorbidity založené na 21 metabolických parametroch boli spojené s rizikom kardiovaskulárnych ochorení. Parametre zahŕňali telesnú hmotnosť, výšku, obvod pása, cholesterol s vysokou a nízkou hustotou (HDL-C a LDL-C), apolipoproteín A-1, celkový cholesterol, hladiny inzulínu nalačno, apolipoproteín B, y-glutamyltransferáza, aspartátaminotransferáza, alanín aminotransferáza, tolerancia na glukózu, kyselinu močovú, triglyceridy, hemoglobín A1c a plazmatickú glukózu nalačno.

Na základe týchto parametrov bolo identifikovaných päť zhlukov metabolickej multimorbidity, vrátane zdravého metabolického profilu, ako aj zhluky s nízkou hladinou HDL-C a apolipoproteínu A1, vysokými hladinami LDL-C, apolipoproteínu B a celkového cholesterolu, inzulínová rezistencia, obezita, zvýšené pečeňové enzýmy a hyperglykémia.

Od všetkých účastníkov sa odobrali vzorky stolice a pomocou extrahovanej DNA sa uskutočnilo sekvenovanie metagenómu. Údaje o metagenóme sa použili na metagenomické profilovanie pôvodnej kohorty.

Účastníci boli rozdelení do dvoch vekových skupín (vo veku do 60 rokov alebo nad 60 rokov) a pomery rizika KVO boli vypočítané pre štyri skupiny nezdravých multimorbidít v porovnaní so zdravými skupinami metabolického profilu. Pomery rizika kardiovaskulárnych ochorení boli vypočítané aj pre mladšie a staršie vekové skupiny.

Hodnotil sa vplyv faktorov prostredia a hostiteľa na črevný mikrobióm a vypočítali sa indexy jedinečnosti a diverzity črevného mikrobiómu. Potom sme skúmali vlastnosti črevného mikrobiómu súvisiace s vekom a metabolizmom, pričom sme identifikovali súvislosti medzi metabolizmom, mikrobiálnym vekom a rizikom kardiovaskulárnych ochorení.

Výsledky ukázali, že v porovnaní so zdravým metabolickým profilom mali klastre hyperglykémie a obezity o 117 % a 75 % vyššie riziko kardiovaskulárnych ochorení v priebehu 11,1 roka. Tieto výsledky boli potvrdené vo validačnej kohorte.

Okrem toho údaje o fekálnom metagenóme ukázali, že zloženie črevného mikrobiómu bolo spojené s vekom aj multimorbiditou. Medzi jednotlivcami nad 60 rokov bolo zvýšené riziko kardiovaskulárnych ochorení spojených s hyperglykémiou a obezitou vyššie u osôb s vyšším mikrobiálnym vekom a znížené u osôb s nižším mikrobiálnym vekom, bez ohľadu na pohlavie, vek, stravovacie faktory alebo životný štýl.

Mladší mikrobiálny vek, ktorý sa vyznačoval zníženým výskytom druhov Prevotella, bol spojený so zníženým rizikom kardiovaskulárnych ochorení u starších dospelých z nezdravých metabolických zhlukov, nezávisle od liekov, stravovacích faktorov, úrovne vzdelania, pohlavia, veku alebo životného štýlu.

Štúdia odhalila zreteľné znaky črevného mikrobiómu súvisiace s vekom, ako je významný pokles druhov Bacteroides a zvýšenie jedinečnosti a bohatosti fakultatívnych anaeróbnych baktérií, ako sú Enterobacteriaceae a Streptococcus. Zdá sa, že tento nárast prozápalových dráh a vzorcov starnutia mikroorganizmov súvisí s poklesom imunity, trávenia a fyziologických funkcií súvisiacim s vekom.

Na záver štúdia skúmala interakciu medzi zložením a diverzitou črevného mikrobiómu, vekom a metabolizmom a ich súvislosť s rizikom kardiovaskulárnych ochorení. Zistilo sa, že zloženie črevného mikrobiómu súvisí s vekom a parametrami metabolickej multimorbidity.

Okrem toho sa na základe druhového zloženia črevného mikrobiómu zistilo, že mladý mikrobiálny vek znižuje riziko kardiovaskulárnych ochorení spojených s metabolickou dysfunkciou, čo naznačuje, že črevný mikrobióm moduluje kardiovaskulárne zdravie u starších dospelých s metabolickou dysfunkciou.